什么是光子芯片
【PConline 雜談】說(shuō)到光通信，我們第一時(shí)間能想到的就是光纖。不過(guò)光纖是光通信中的傳輸“通道”，而光信號(hào)的發(fā)射和接收則需要光模塊。光模塊的作用簡(jiǎn)單的說(shuō)就是光電轉(zhuǎn)換，發(fā)送端把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)華為的光子芯片（中國(guó)光芯片能否到達(dá)國(guó)際的先進(jìn)水平?華為和中興等廠商發(fā)起挑戰(zhàn)
），通過(guò)光纖傳送后，接收端再把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。其中，光子芯片是光模塊的心臟，也是整個(gè)光通信系統(tǒng)的核心。而光子芯片的實(shí)力，代表著一個(gè)國(guó)家、一個(gè)公司的光通信技術(shù)水平。那么中國(guó)的光芯片能否到達(dá)國(guó)際的先進(jìn)水平呢？
目前，中國(guó)的華為和中興等廠商在系統(tǒng)設(shè)備層面已經(jīng)處于國(guó)際領(lǐng)先地位，并向思科等國(guó)際巨頭發(fā)起了挑戰(zhàn)。中國(guó)廠商的領(lǐng)先地位不僅是指市場(chǎng)份額，還包括在線路側(cè)的高速電路設(shè)計(jì)、光模塊設(shè)計(jì)、軟判決算法等各方面技術(shù)實(shí)力，以及對(duì)下游產(chǎn)業(yè)鏈的掌控。根據(jù)Ovum的報(bào)告，2013年的100G市場(chǎng)，華為以31%的份額，處于絕對(duì)領(lǐng)先的位置。但是，下游的光器件以及光子芯片的技術(shù)水平卻不容樂(lè)觀。
什么是光子芯片
核心技術(shù)距離仍在拉大
我們知道，光模塊的制造可以分多個(gè)步驟，從芯片到TO到器件再到模塊。每一步又可以細(xì)分，核心的光芯片包括外延生長(zhǎng)、光刻、鍍膜、解理、測(cè)試等眾多環(huán)節(jié)。評(píng)價(jià)其技術(shù)實(shí)力，可以從光子芯片和光模塊來(lái)看，而光子芯片更能代表核心的技術(shù)，從而在光通信領(lǐng)域更有話語(yǔ)權(quán)。
目前市場(chǎng)主流的高端光模塊速率為100Gbps，同時(shí)400G和1T光模塊也在研發(fā)或預(yù)研中。100G光模塊，包括長(zhǎng)距離和短距離華為的光子芯片，目前主要的供應(yīng)商包括國(guó)外的Finisar、 JDSU、Oclaro、Fujitsu、Sumitomo等器件廠商，思科收購(gòu)Lightwire后能夠自供。在國(guó)內(nèi)，目前只有華為旗下的海思（Hisilicom）掌握了核心技術(shù)，并可以自己供貨。但海思主要定位給華為服務(wù)，整個(gè)行業(yè)欠缺“中國(guó)芯?！彪m然國(guó)內(nèi)的光迅科技、捷沃光通等器件商已經(jīng)能夠小批量供貨，但是還無(wú)法實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離通訊。更多的廠商雖然推出了100G產(chǎn)品，大多還處在樣品測(cè)試階段。而國(guó)外400G CDFP MSA在今年已經(jīng)成立，發(fā)起方包括Avago、 Brocade、IBM、 JDSU、 Juniper、Molex和TE Connectivity，后續(xù)加入的廠商包括FCI、Finisar、華為、Inphi、Mellanox、Oclaro、 Semtech和Yamaichi。
什么是光子芯片
從光子芯片層面，國(guó)際上主流大廠商已經(jīng)通過(guò)自主研發(fā)和收購(gòu)，掌握了 100G光模塊核心芯片技術(shù)，而國(guó)內(nèi)除了華為海思外，應(yīng)該來(lái)說(shuō)還停留在10G水平，且無(wú)法完全掌握。由于光子芯片作為基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)更需要長(zhǎng)期投入，可想而知中國(guó)廠商在短期內(nèi)追上的難度非常大，與國(guó)外廠商的相對(duì)距離雖然在縮小，絕對(duì)距離還在拉大。
那么有人會(huì)問(wèn)，我們是否有可能收購(gòu)國(guó)外的100G高速芯片開(kāi)發(fā)商？對(duì)于國(guó)外廠商來(lái)說(shuō)這是很常見(jiàn)的事情，例如思科收購(gòu)Lightwire、Finisar收購(gòu)u2T、NeoPhotonics收購(gòu)LAPIS光器件業(yè)務(wù)。但對(duì)中國(guó)廠商來(lái)說(shuō)就非常困難了，因?yàn)楦咚俟庑酒_(kāi)發(fā)商主要來(lái)自美國(guó)和日本，因此從政治層面來(lái)說(shuō)對(duì)中國(guó)公司十分敏感。有意思的是這些大廠商收購(gòu)后，有些就掐斷了對(duì)中國(guó)光模塊制造商的芯片供應(yīng)，導(dǎo)致不可測(cè)的風(fēng)險(xiǎn)。
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2光子集成未來(lái)幾何
光子集成未來(lái)幾何
光子芯片以及光通信系統(tǒng)要解決成本、尺寸、功耗等問(wèn)題，下一步是光子集成。目前有很多種集成技術(shù)，包括基于PLC的集成（最成熟），基于InP的集成（以Infinera為代表），基于硅光子的集成（最熱門(mén)）。有專家認(rèn)為，解決光器件價(jià)格瓶頸的關(guān)鍵在于硅光子集成。事實(shí)上，最近幾年，硅光子都是光通信產(chǎn)業(yè)界討論的熱點(diǎn)。
什么是光子芯片
雖然硅光子還面臨很多技術(shù)瓶頸，但在整個(gè)產(chǎn)業(yè)界的向心力下，正在被一個(gè)一個(gè)的克服，產(chǎn)業(yè)界對(duì)硅光子大規(guī)模商用也抱有極大的信心。尤其是數(shù)據(jù)中心的短距離應(yīng)用，讓硅光子找到了最合適的用武之地。數(shù)據(jù)中心的巨大潛力，以及英特爾等廠商的大力推動(dòng)，促使硅光子的研發(fā)進(jìn)程進(jìn)一步加速。
什么是光子芯片
Ovum光通信首席分析師Daryl Inniss建議中國(guó)廠商發(fā)展硅光子技術(shù)，一是投入成本相對(duì)較低，二是也容易收購(gòu)公司或技術(shù)。例如華為已經(jīng)在歐洲進(jìn)行了幾起收購(gòu)，并借助收購(gòu)和歐洲的相關(guān)研究機(jī)構(gòu)取得了合作，進(jìn)一步加強(qiáng)了硅光子基礎(chǔ)研究的實(shí)力。
但對(duì)大多數(shù)中國(guó)器件商難說(shuō)，這種策略顯得有些遙遠(yuǎn)。一是中國(guó)廠商在光子集成上嚴(yán)重缺乏積累，即使在相對(duì)友好的歐洲能夠找到合適的收購(gòu)標(biāo)的，也難以消化其技術(shù)，更遑論做進(jìn)一步的研究。二是硅光子的研究也是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，難以立即獲得回報(bào)，這并不符合中國(guó)的“國(guó)情”。
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因此，當(dāng)業(yè)界引以為豪“光通信是中國(guó)高新技術(shù)與世界先進(jìn)水平差距最小的領(lǐng)域之一”時(shí)，我們應(yīng)謹(jǐn)慎視之。要想掌握光通信芯片層面的核心技術(shù)，不管是中國(guó)的產(chǎn)業(yè)環(huán)境，還是技術(shù)積累，都還有很長(zhǎng)的路要走，而且還需要持續(xù)性投入重金做基礎(chǔ)研發(fā)工作。鑒于中國(guó)當(dāng)前的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)華為的光子芯片，我們只能期盼這一產(chǎn)業(yè)能夠如同IC電芯片一樣，獲得國(guó)家相應(yīng)的重視，加大對(duì)基礎(chǔ)研究生態(tài)環(huán)境的構(gòu)建，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
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